低頻移相器及相位發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1758—20191低頻移相器及相位發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于頻率在1Hz~100kHz范圍內(nèi)的低頻移相器、相位發(fā)生器的校準(zhǔn)。2概述低頻移相器是通過移相網(wǎng)絡(luò)使輸出信號相對于輸入信號具有一定的相位差。相位發(fā)生器作為一種雙通道信號發(fā)生器,可同時(shí)輸出兩路相位差精確可調(diào)的同頻率信號,且每路的輸出幅度可獨(dú)立調(diào)節(jié)。低頻移相器及相位發(fā)生器主要用于自動(dòng)控制系統(tǒng)、無線電導(dǎo)航測距和定位系統(tǒng),也可以作為相位標(biāo)準(zhǔn)對頻率響應(yīng)分析儀、低頻相位計(jì)等相位測量設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。3計(jì)量特性3.1輸出頻率頻率范圍:1Hz~100kHz;最大允許誤差:±1×10-4。3.2輸出正弦波幅度幅度范圍:50mV~10V;最大允許誤差:±(0.5%~2%)(10Hz~100kHz)。3.3輸出正弦波總諧波失真范圍:0.01%~0.3%。3.4輸出相移頻率范圍:1Hz~100kHz;相移范圍:0°~360°;最大允許誤差:±(0.02°~0.2°)(低頻移相器);±(0.01°~0.5°)(相位發(fā)生器)。注:以上技術(shù)指標(biāo)不作合格性判別,僅提供參考。4校準(zhǔn)條件4.1環(huán)境條件a)環(huán)境溫度:23℃±5℃;b)相對濕度:≤80%;c)電源要求:電壓(220V±11V),頻率(50Hz±1Hz);d)其他:周圍無影響儀器正常工作的機(jī)械振動(dòng)和電磁干擾。4.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備4.2.1通用計(jì)數(shù)器JJF1758—20192頻率范圍:1Hz~100kHz;最大允許誤差:±1×10-5。4.2.2數(shù)字多用表a)頻率范圍:10Hz~100kHz;b)交流電壓測量范圍:10mV~10V;最大允許誤差:±(0.1%~0.5%)。4.2.3失真度測量儀a)頻率范圍:20Hz~100kHz;b)失真度測量范圍:0.01%~30%;最大允許誤差:±(1dB~2.5dB),即[±(12%~33%)](相對值)。4.2.4低頻信號發(fā)生器a)頻率范圍:1Hz~100kHz;最大允許誤差:±5×10-5;b)幅度范圍:1mV~10V;最大允許誤差:±2%;c)總諧波失真:≤0.03%。4.2.5低頻相位計(jì)a)頻率范圍:1Hz~100kHz;b)相移范圍:0°~360°;分辨力:0.001°;相位增量最大允許誤差:±(0.005°~0.02°)。4.2.6示波器帶寬:100MHz。5校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法5.1校準(zhǔn)項(xiàng)目低頻移相器及相位發(fā)生器校準(zhǔn)項(xiàng)目見表1。表1低頻移相器及相位發(fā)生器校準(zhǔn)項(xiàng)目表序號校準(zhǔn)項(xiàng)目名稱條款低頻移相器相位發(fā)生器1外觀及功能性檢查5.2++2輸出頻率5.3+3輸出正弦波幅度5.4+4輸出正弦波總諧波失真5.5+5輸出相移5.6++JJF1758—201935.2外觀及功能性檢查a)被校儀器各開關(guān)、按鍵等調(diào)節(jié)正常,應(yīng)無影響儀器正常工作的機(jī)械損傷;各種必要的附件和文件應(yīng)齊全;b)按說明書規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱后應(yīng)工作正常;有自檢功能的,應(yīng)能通過自檢;沒有自檢功能的,應(yīng)通過示波器對輸出波形進(jìn)行檢查,將上述檢查結(jié)果記入附錄A表A.1中。5.3輸出頻率a)按圖1連接儀器;圖1低頻相位發(fā)生器輸出頻率校準(zhǔn)框圖b)設(shè)置被校相位發(fā)生器輸出頻率和幅度(一般為1V),直流偏置置零;c)讀取通用計(jì)數(shù)器頻率測量值,并記入附錄A表A.2中;d)改變被校相位發(fā)生器輸出頻率,重復(fù)步驟c),直至完成所有頻率點(diǎn)的校準(zhǔn)。5.4輸出正弦波幅度a)按圖2連接儀器;圖2相位發(fā)生器輸出正弦波幅度校準(zhǔn)框圖b)設(shè)置被校相位發(fā)生器輸出頻率和幅度,直流偏置置零;c)讀取數(shù)字多用表交流電壓測量值,并記入附錄A表A.3中;d)改變被校相位發(fā)生器輸出幅度,重復(fù)步驟c),直至完成該頻率下參考相位輸出端幅度測量點(diǎn)的校準(zhǔn);e)改變被校相位發(fā)生器輸出頻率,重復(fù)步驟b)~d),直至完成參考相位輸出端正弦波幅度的校準(zhǔn);f)將被校相位發(fā)生器可變相位輸出連接至數(shù)字多用表,重復(fù)步驟b)~e),直至完成可變相位輸出端正弦波幅度的校準(zhǔn)。5.5輸出正弦波總諧波失真a)按圖3連接儀器;圖3相位發(fā)生器輸出正弦波總諧波失真校準(zhǔn)框圖b)設(shè)置被校相位發(fā)生器輸出頻率和幅度(一般為1V),直流偏置置零;JJF1758—20194c)讀取失真度測量儀測量值,并記入附錄A表A.4中;d)改變被校相位發(fā)生器輸出頻率,重復(fù)步驟b)~c),直至完成參考相位輸出端正弦波總諧波失真的校準(zhǔn);e)將被校相位發(fā)生器可變相位輸出連接至失真度測量儀,重復(fù)步驟b)~d),直至完成可變相位輸出端正弦波總諧波失真的校準(zhǔn)。5.6輸出相移5.6.1低頻移相器a)在被校低頻移相器工作頻率范圍內(nèi)選取頻率點(diǎn);b)在0°~360°范圍內(nèi)選取被校移相角(移相角應(yīng)擇30°);c)按圖4a)連接儀器;a)低頻相位計(jì)相位零點(diǎn)校準(zhǔn)b)無參考相位輸出的低頻移相器c)有參考相位輸出的低頻移相器圖4低頻移相器輸出相移校準(zhǔn)框圖d)設(shè)置低頻信號發(fā)生器正弦波輸出頻率和幅度(一般為1V);e)對低頻相位計(jì)進(jìn)行相位零點(diǎn)校準(zhǔn),記錄相位零點(diǎn)測量值Φ0;f)按圖4b)或c)連接儀器;g)待低頻相位計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄測量值Φi,按公式(1)計(jì)算輸出相移ΔΦi,并記入附錄A表A.5中;ΔΦi=Φi-Φ0(1)JJF1758—20195式中:ΔΦi—被校低頻移相器輸出相移測量值,(°);Φi—低頻相位計(jì)示值,(°);Φ0—低頻相位計(jì)相位零點(diǎn)偏移,(°)。h)改變被校低頻移相器移相角,重復(fù)步驟g),直至完成該頻率下輸出相移的校準(zhǔn);i)改變被校低頻移相器工作頻率和低頻信號發(fā)生器輸出頻率,重復(fù)步驟c)~h),直至完成被校低頻移相器輸出相移的校準(zhǔn)。5.6.2相位發(fā)生器a)在被校相位發(fā)生器工作頻率范圍內(nèi)選取頻率點(diǎn);b)在0°~360°范圍內(nèi)選取被校移相角(移相角擇30°);c)按圖5a)連接儀器;d)設(shè)置被校相位發(fā)生器輸出頻率和幅度,輸出相位置于0°;e)對低頻相位計(jì)進(jìn)行相位零點(diǎn)校準(zhǔn),讀取相位零點(diǎn)測量值φ0;a)b)圖5低頻相位發(fā)生器輸出相移校準(zhǔn)框圖f)按圖5b)連接儀器;g)待低頻相位計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄測量值φi,按公式(2)計(jì)算輸出相移Δφi,并記入附錄A表A.6中;Δφi=φi-φ0(2)式中:Δφi—被校相位發(fā)生器輸出相移測量值,(°);φi—低頻相位計(jì)示值,(°);φ0—低頻相位計(jì)相位零點(diǎn)偏移,(°)。h)改變被校相位發(fā)生器輸出相移,重復(fù)步驟g),直至完成該頻率下輸出相移的校準(zhǔn);i)改變被校相位發(fā)生器輸出頻率,重復(fù)步驟c)~h),直至完成被校相位發(fā)生器輸出相移的校準(zhǔn)。注:低頻相位計(jì)相位零點(diǎn)校準(zhǔn)中,盡量縮短信號輸出端至三通的距離,且三通的兩輸出端至低JJF1758—20196頻相位計(jì)的兩輸入端的線纜應(yīng)盡量等長。6校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)低頻移相器及相位發(fā)生器校準(zhǔn)后,出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包含以下信息:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識;g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的說明;p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。7復(fù)校時(shí)間間隔復(fù)校時(shí)間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定,推薦為1年。JJF1758—20197附錄A原始記錄格式表A.1外觀及功能性檢查檢查項(xiàng)目結(jié)果外觀輸出波形表A.2輸出頻率標(biāo)稱值測量值U(k=2)100kHz?1kHz?1Hz表A.3輸出正弦波幅度頻率:標(biāo)稱值/V參考相位輸出可變相位輸出測量值/VU(k=2)測量值/VU(k=2)10?1?0.05表A.4輸出正弦波總諧波失真頻率參考相位輸出可變相位輸出測量值U(k=2)測量值U(k=2)20Hz?1kHz?100kHz8表A.5輸出相移(低頻移相器)頻率:標(biāo)稱值ΦiΦ0ΔΦiU(k=2)0°?90°?180°?270°?330°表A.6輸出相移(相位發(fā)生器)頻率:標(biāo)稱值φiφ0ΔφiU(k=2)0°?90°?180°?270°?330°9附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式表B.1外觀及功能性檢查檢查項(xiàng)目結(jié)果外觀輸出波形表B.2輸出頻率標(biāo)稱值測量值U(k=2)表B.3輸出正弦波幅度頻率:標(biāo)稱值參考相位輸出可變相位輸出測量值U(k=2)測量值U(k=2)表B.4輸出正弦波總諧波失真頻率參考相位輸出可變相位輸出測量值U(k=2)測量值U(k=2)10表B.5輸出相移頻率:標(biāo)稱值測量值U(k=2)JJF1758—201911附錄C主要項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定示例C.1輸出相移校準(zhǔn)不確定度評定C.1.1測量模型采用直接測量的測量模型為y=?+Δ(C.1)式中:?—低頻相位計(jì)讀數(shù)值;Δ—低頻相位計(jì)示值誤差。C.1.2不確定度來源a)低頻相位計(jì)相位測量不準(zhǔn)引入的不確定度u1(?);b)低頻相位計(jì)相位測量分辨力引入的不確定度u2(?);c)測量重復(fù)性引入的不確定度u3。C.1.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定a)低頻相位計(jì)相位測量不準(zhǔn)引入的不確定度低頻相位計(jì)相位測量不準(zhǔn)引入的不確定度按B類方法評定。取區(qū)間半寬度a=0.005°,按均勻分布,包含因子k=3,由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u1(?)=a/k=0.005°/3=0.0029°(C.2)b)低頻相位計(jì)相位測量分辨力引入的不確定度低頻相位計(jì)相位測量分辨力引入的不確定度按B類方法評定。低頻相位計(jì)分辨力為0.001°,取區(qū)間半寬度a=0.0005°,按均勻分布,包含因子k=3,由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u2(?)=a/k=0.0005°/3=0.00029°(C.3)c)測量重復(fù)性引入的不確定度測量重復(fù)性引入的不確定度按A類方法評定。用低頻相位計(jì)分別對低頻移相器和相位發(fā)生器在1kHz下輸出相移10°獨(dú)立測量10次,按貝塞爾公式(C.4)計(jì)算其實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。Sn(y)=重復(fù)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表C.1。 (yi-y)2(C.4)JJF1758—201912表C.1重復(fù)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)單位:(°)測量次數(shù)儀器類型低頻移相器低頻相位發(fā)生器129.90929.989229.90829.991329.91129.989429.91229.990529.90629.991629.90729.990729.90529.992829.90429.99